## RADIOGRAFI  SINAR-X RIGAKU DAN ISOVOLT PADA PENGELASAN LOGAM

## RADIOGRAPHY OF X-RAY RIGAKU AND ISOVOLT ON METAL WELDING
Djoli Soembogo
Pusat Aplikasi  Isotop dan Radiasi-BATAN, Jalan Lebak Bulus Raya No. 49, Jakarta 12440. Djoli@batan.go.id
Diterima:   22 April 2019, diperbaiki :   10 Mei 2019, disetujui :  13 Mei 2019

## ABSTRAK
RADIOGRAFI  SINAR-X RIGAKU DAN ISOVOLT PADA PENGELASAN LOGAM. Pengaplikasian radiografi sinar-X telah berkembang dan banyak dimanfaatkan pada bahan metal las. Radiografi ini menggunakan sumber radiasi  dari  mesin    sinar-X  Rigaku  dan  Isovolt.  Penelitian  ini  bermaksud  mengaplikasikan  radiografi  digital menggunakan  sumber    sinar-X  dan  menggunakan  media  pemindai  film  positip    Epson  V700  untuk pendigitalisasian  hasil  radiografi  konvensional  film  pada  sampel  las.  Telah  dilakukan  pengujian  radiografi menggunakan film AGFA D7 untuk mendapatkan kontras medium, kepekaan medium dan kualitas bayangan (image) yang  baik, menggunakan metode Ketebalan Tunggal Bayangan Tunggal, dan menggunakan media pemindai film positip dan sumber  sinar-X dengan parameter pengamatan densitas film radiografi dan bentuk cacat.  Tujuan  radiografi  ini  untuk      mengetahui  hasil  pencitraan  yang  baik  untuk  evaluasi  cacat  atau diskontinuitas sampel las seperti porositas, retak, slag inklusi  yang akan mengganggu kelayakan pakai. Waktu paparan  sinar-X adalah 50 detik untuk ketebalan sampel las 12,2 mm dan SFD 700 cm dengan menggunakan tegangan tinggi mesin  sinar-X Intermiten dan Konstan sebesar 160 kV dan arus listrik 5 mA. Hasil pemindai film positip berupa radiografi digital yang memungkinkan untuk proses transfer data digital atau penyimpanan data  digital  secara  komputerisasi.    Hasil  pengujian  radiografi  pada  sampel  las    dengan  metode  Ketebalan Tunggal  Bayangan  Tunggal  didapat  parameter  densitas  film  radiografi  untuk  film  AGFA  D7  pada  sinar-X intermiten adalah 2,05; 2,03; 2,09 dan pada sinar-X konstan adalah 2,22; 2,25; 2,26, penumbra hasil radiografi didapat 0,044 mm, dan sensitivitas film radigrafi adalah 2,049%. Ditemukan cacat IP, LF, dan porositas yang signifikan. Status densitas film sudah sesuai dengan standar yang diacu dan dapat didigitalisasi . Katakunci: Intermiten, konstan, sampel las.

## ABSTRACT
RADIOGRAPHY  OF  X-RAY  RIGAKU  AND  ISOVOLT  ON  METAL  WELDING.  The  application  of  X-ray radiography has been developed and widely used in metal welding. This radiography using a source of radiation from X-ray machines of Rigaku and Isovolt. This research intends to apply  digital radiography X-ray source and use  scanner  Epson  V700  positive  films  media  for  digitization  results  of  conventional  radiographic  films  on welding sample. It has been testing radiography using AGFA D7 film to get the contrast medium , the sensitivity of the medium and image quality (image ) is good, using Single Wall Single Image method, and using the media scanner films positive and X-ray sources with observation parameter are density radiographic film and the defect shape.  Radiography  uses  AGFA  D7  film  to  obtain  a  contrast  medium,  medium  sensitivity  and  image  quality (image) is good. This Radiography aims to find out good imaging results for evaluation defect or discontinuities metal  welding  such  as  porosity,  cracks,  inclusion  slag  which  will  interfere  with  the  feasibility  of  use.  X-ray exposure  time  is  50  seconds  for  a  thickness  of  12.2  mm  coral  reefs  by  using  a  high  voltage  X-ray  machine Intermittent and constant of 160 kV and 5 mA electric current . The result of the positive film scanner in the form of digital radiography that allows for the transfer of digital data or digital computerized data storage. The test results of  radiographic  on    welding  sample  with  Single Wall  Single  Image  method obtained  radiographic  film density parameter for AGFA D7 film on intermitent x-Ray are 2.05; 2.03; 2.09 and on constant x-Ray are 2.22; 2.25; 2.26, unsharpness geometric of radiographic results obtained 0.044 mm, sensitivity radigraphy is 2.049%. Defect  found  IP,  LF,  and  Porosity  that  are  significant.  The  status  of  film  density  is  in  accordance  with  the standards referenced and can be digitized.
Keywords: Intermittent, constant, weld sample.

## 1. PENDAHULUAN
A plikasian  radiografi    sinar-X  telah berkembang  dan    banyak  dimanfaatkan  pada bahan  metal  seperti carbonsteel .  Radiografi
sinar-X  pada  metal  menggunakan  arus  listrik yang kecil dan tegangan tinggi yang besar. Pada kegiatan  ini  digunakan  Radiografi  dengan sumber  radiasi  dari  mesin    sinar-X  Intermiten merek  Rigaku  EGM-300  dan  mesin  sinar-X
konstan merek Isovolt.
Pengujian  radiografi    menggunakan  film AGFA D7 bertujuan untuk mendapatkan kontras medium,  kepekaan  medium  dan  kualitas bayangan  ( image )  yang    baik,  dan  metode Ketebalan  Tunggal  Bayangan  Tunggal.  Pada pengujian  ini  juga  digunakan  media  pemindai film  positip  dan  sumber    sinar-X  Rigaku  dan sinar-X Isovolt, parameter pengamatan densitas film radiografi dan bentuk cacat.
Maksud radiografi pada metal las dengan menggunakan  media  pemindai film  adalah mendigitalisasi  hasil  radiografi  konvensional menggunakan  film  dengan  sumber    sinar-X untuk  proses  transfer  data,  penyimpanan  data secara digital.  Pengaplikasian radiografi  sinar- X pada metal las  bertujuan untuk   mengetahui cacat  atau  diskontinuitas  metal  las  seperti porositas,  slag  inklusi,  atau  retak    yang  akan mengganggu  umur  dan  kelayakan  pakai  metal las.

## 2. TEORI
Prosedur  radiografi  sinar-X  pada sampel  las  menggunakan  film  AGFA  D7    yang mengacu pada ASME section V article 2 untuk teknik  radiografi  [1],  [2],  [3],  [4] dan ASME section  VIII  division 1  Mandatory  Appendix  4 untuk  standar  penerimaan  hasil  radiografi  [5], [6],  [7].  Sesuai  dengan  persyaratan  standar ASME  section V article 2  [2], code T-282.1, densitas  film  radiografi  untuk  sumber    sinar-X yang terbaca pada alat densitometer mempunyai  rentang  1,80  –  4,00  dan  mengacu ASME  section V article 2  [2], code T-282.2, densitas bervariasi pada daerah periksa antara minus  15%  dan  plus  30%,  dibandingkan densitas pada daerah penetrameter .

## 3. TATA KERJA (BAHAN DAN METODE)
Bahan  radiografi  sinar-X  pada  metal  las dengan  proses  manual,  obyek  uji  berupa carbonsteel berukuran  29,5  x  25,4  cm 2 adalah sebagai berikut:
1.  Ketebalan  sampel  las            12,2  mm,  sesuai daya tembus sinar-X Rigaku dan Isovolt.
2.  Larutan  pemroses  film  terdiri  dari developer 20 liter, air stopbath 20 liter, fixer 20, air bersih pembilas 30 liter
3.  Film  kecepatan  sedang AGFA D7  ukuran 101,60 x 254 mm 2 sebanyak 2 film
Peralatan  yang  digunakan  adalah  sebagai berikut:
1) Mesin sumber sinar-X dan panel pengendali Rigaku 1 unit
2) Mesin sumber sinar-X dan panel pengendali Isovolt 1 unit
3) Pb tebal 3 mm 2 lembar
4) Penetrameter kawat DIN  Fe 6 ISO 12 2 set 5) Duplex 1 set
6) Lead Letter Pb untuk sinar-X 1 set 7) Hanger 4 x 10” 12 set
8) Stopwatch 1 set
9) Longtang 1 set
10) Surveymeter 1 set 11) Rollmeter 1 set 12) 12. Statip pendukung 1 set
13) Pemindai  film  positip  Epson  V700  1  set
Pengerjaan  proses  pengelasan  metal memerlukan keahlian personal yang andal, teliti, dan akurat. Radiografi ini menggunakan metode Ketebalan  Tunggal  Bayangan  Tunggal  atau Single  Wall  Single  Image  (SWSI) dengan  2 penetrameter  kawat DIN  Fe 6 ISO 12,  di  luar sampel  las  menghadap  sumber  ( source  side) . Metode SWSI digunakan  karena  sampel  uji berupa  pengelasan  logam  pelat  dengan ketebalan  tunggal  dan Image yang  dihasilkan tunggal.  Dalam  pengujian  ini  menggunakan langkah  kerja  seperti  pada  Gambar  1, pembangkit  sinar-X  Rigaku  dan  posisi  sampel las  diperlihatkan  pada  Gambar  2,  pembangkit sinar-X  Isovolt  dan  posisi  sampel  las diperlihatkan pada Gambar 3, panel pengendali sinar-X  Rigaku  dan Surveymeter diper-lihatkan pada  Gambar  4,    panel  pengendali  sinar-X Isovolt diperlihatkan pada Gambar 5.
(Djoli Sembogo)
Gambar 1. Langkah kerja pengujian radiografi dengan sinar-X.
Langkah  kerja  pengujian  radiografi  dengan sinar-X sebagai berikut :
1. Siapkan peralatan mesin sinar-X  Intermiten merek  Rigaku  dan  mesin  sinar-X  Konstan, lakukan  pemanasan  sesuai  prosedur  SOP manual.
2. Siapkan  sampel  Las  diatas  film  AGFA  D7, lakukan  sentering  pada  sampel  terhadap window pertama di mesin sinar-X Intermiten dan  kedua  di  mesin  sinar-X  Konstan,  ambil jarak  antara  film  dan  focal  spot  (SFD)  700 mm.  Lakukan  pengamanan  area  radiasi dengan memasang tanda bahaya radiasi.
3. Pada  penembakan  pertama  dengan  mesin sinar-X  Intermiten  dan  penembakan  kedua dengan mesin sinar-X Konstan.
4. Lakukan  pengamanan  area  radiasi  dengan memasang tanda  bahaya radiasi, kemudian
lakukan  penembakan  sampel  selama  50 detik pada kV 160 dan 5 mA.
5. Lakukan  pemrosesan  film  di  ruang  gelap dengan waktu 5 menit di larutan Developer , 1 menit di air stopbath , 8 menit di larutan Fixer , 20  menit  di  air  terakhir,  dan  kemudian lakukan pengeringan film.
6. Lakukan  pembacaan  film  di viewer dan evaluasi data dengan mencatat densitas film pada alat Densitometer . 7. Lakukan  digitalisasi  film  dengan  pemindai Epson  V700  pada  komputer  dengan menggunakan software Silverfast . 8. Lakukan  komputerisasi  dengan  setting kehitaman imaging jika  diperlukan  untuk pembacaan cacat material.
9. Lakukan  transfer  data  dan  dokumentasi untuk keperluan database .
Gambar 2 .  Pembangkit sinar-X Rigaku [8] dan posisi sampel las.
Sumber sinar-X
Intermiten dan Konstan Sampel Las Film AGFA D7 Prosesing Film Pengering
Pembacaan Densitas Film dan Evaluasi
Pemindai Film (Digitalisasi) Komputerisasi dengan setting kehitaman Transfer Data Dokumentasi
Senter Focalspot Window Film Sampel Las
Gambar 3. Pembangkit sinar-X Isovolt [9], [10] dan posisi sampel las.
Gambar 4 . Panel pengendali sinar-X Rigaku [8]
dan Surveymeter .
Gambar 5 . Panel pengendali sinar-X Isovolt [9],
[10].

## 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Ketebalan  dari  sampel  las  adalah  12,2 mm.  Berdasarkan  tebal  spesimen  dengan menggunakan kurva paparan sinar-X bertegangan  tinggi  160  kV  (Lampiran  1) mendapatkan    waktu  paparan  eksperimen secara berulang (trial and error) selama  50 detik untuk radiografi  sampel las dengan jarak tegak lurus  antara  sumber  dan  film (Source  Film Distance) 700 mm dan dimensi focalspot sinar- X adalah 2,5 mm. Tegangan tinggi 160 kV dan arus listrik 5 mA diambil berdasarkan tegangan tinggi optimal mesin sinar-X, dan waktu paparan 50  detik  berdasarkan  eksperimental  berulang yang tetap mengacu pada kurva paparan sinar- X. Dilakukan eksperimen berulang karena belum ada  data  dan  eksperimen  sebelumnya  pada rentang waktu 40 detik dan 70 detik, dan diambil optimal 50 detik karena desitas film. Dalam hal ini  film  yang  digunakan    adalah  AGFA  D7 berukuran  101,60  x  254  mm 2 .  Pengujian  ini mengamati  parameter  tingkat  kehitaman  film radiografi konvensional dan tingkat kehitamanan film  (densitas  film)  setelah  proses  digitalisasi menggunakan  pemindai  film  positip  yang bervariasi  antara    1,80  -  4,00    sesuai    standar yang diacu [1], [2], [3], [4] dan bentuk cacat pada metal las seperti IP ( Incomplete Penetration ), LF ( Lag  of  Fusion ),  porositas,  slag  inklusi,  atau retak [5], [6], [7].
Tabel 1. Hasil radiografi sinar-X pada sampel las.
Senter Focalspot Window Film Sampel Las
(Djoli Sembogo)
No.  Sampel Las Densitas Film D=1,80-4,00 Sensitivita s S (%) Penumbr a Ug (mm) Jenis cacat Status 1 Rigaku 2,05; 2,03; 2,09 2,049 0,044 ditemukan cacat IP, LF, porositas Densitas film diterima dan cacat ditolak 2 Isovolt 2,22; 2,25; 2,26 2,049 0,044 ditemukan cacat IP, LF, porositas Densitas film diterima dan cacat ditolak
Hasil  pengujian  radiografi  pada  sampel las  dapat  dilihat  pada  Tabel  1.  Dari  hasil pengujian densitas film berulang sebanyak 3 kali dan pengujian radiografi menggunakan metode Ketebalan Tunggal Bayangan Tunggal diperoleh nilai  densitas  film AGFA  D7.  Pada  sampel  las (tebal    12,2  mm)  untuk  sinar-X  Intermiten  [8] didapat  densitas  film  sebesar  2,05;  2,03;  2,09, nilai  sensitivitas  dan  penumbra  [1],  [4] masing- masing adalah 2,049 dan 0,044. Pada pengujian sampel  las  (tebal    12,2  mm)  untuk  sinar-X Konstan  [9],  [10]  didapat  densitas  film  sebesar 2,22; 2,25; 2,26. Nilai sensitivitas dan penumbra [1], [4] masing-masing adalah 2,049 dan 0,044. Berdasarkan  rentang  densitas  film  yang  diacu yaitu 1,80 - 4,00, status pengujian untuk densitas film dapat diterima dan ditemukan cacat IP, LF, dan porositas ditolak ( reject ).
Dari  hasil  pengujian  radiografi  pada sampel las ditemukan cacat IP, LF, dan porositas yang  signifikan  disebabkan  karena  metal  las mengalami proses penetrasi las tidak sempurna, tidak menyatu, terbentuk rongga las. Pengolahan proses pengerjaan las yang andal, teliti, dan akurat juga dapat mempengaruhi ada tidaknya  cacat  las,  karena  hal  ini  dapat mempengaruhi bentuk cacat las pada permukaan  atau  di  dalam  metal  las.    Status sampel  las  tidak  dapat  diterima  sesuai  standar yang  diacu ASME  section  VIII  division 1 Mandatory  Appendix  4 [5].  Sampel  metal  las harus  diperbaiki  proses  pengelasan  ulang dengan  prosedur  sampel  las  digerinda  sampai ketemu  cacat  lasnya,  kemudian  dilakukan proses  pengelasan  ulang,  dan  dilakukan radiografi ulang. Hasil ini berdasarkan pengamatan  di viewer (pembaca  film  positip) secara  konvensional  atau  monitor  komputer secara digital dan sudah sesuai dengan standar yang diacu. Hasil pemindaian film positip produk radiografi  konvensional  dengan  alat  pemindai Epson  V700  dapat  dilihat  pada  Gambar  6  dan Gambar 7.
Gambar  6 .  Hasil  pemindaian  film  AGFA  D7 dengan sinar-X Intermiten.
Gambar  7. Hasil  pemindaian  film  AGFA  D7 dengan sinar-X konstan.
Dengan  data  Tabel  1,  Gambar  6  dan Gambar  7  tersebut  diatas  didapat  kerapatan (densitas) film untuk sinar-X Konstan lebih tinggi dibanding  kerapatan  (densitas)  untuk  sinar-X Intermiten,  karena  paparan  radiasi  yang dihasilkan  sinar-X  Konstan  lebih  konstan  dan kontinue  dibanding  Sinar-X  Intermiten. Aplikasi sinar-X  Konstan  lebih  menghemat  waktu dibanding sinar-X Intermiten. Sinar-X Intermiten memerlukan pendinginan mesin setelah operasi, waktu pendinginan sama seperti waktu operasi. Lain  halnya  sinar-X  Konstan  bisa  kontinu  tidak perlu pendinginan.

## 5. KESIMPULAN
Hasil  pengujian  radiografi  sinar-X  pada sampel  las  dengan  metode  Ketebalan Tunggal Bayangan Tunggal  didapat  parameter  densitas film radiografi untuk film AGFA D7 untuk sinar-X Intermiten  adalah  2,05;  2,03;  2,09  dan  sinar-X konstan adalah 2,22; 2,25; 2,26, status densitas
film  sudah  sesuai  dengan  standar  yang  diacu ASME  section  V , article  2  Radiographic Examination yaitu  1,80-4,00  [2]  dan  dapat didigitalisasi. Kelemahan digitalisasi film radiografi  adalah  memungkinkan  memalsukan bentuk  cacat  jika  bukan  dalam  format  PDF, keunggulan  digitalisasi  film  radiografi  adalah dokumentasi  dan  tranfer  data  lebih  mudah. Densitas film untuk sinar-X Konstan lebih tinggi dibanding  densitas  untuk  sinar-X  Intermiten, karena paparan radiasi yang dihasilkan sinar-X Konstan  lebih  konstan  dan  kontinue  dibanding Sinar-X Intermiten.

## 6. SARAN
Selanjutnya  perlu  pengujian  lanjutan digital  radiografi menggunakan Computed Radiography dengan melihat grey value sebagai tingkat kehitaman pencitraan.

## 7. UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
Sdr.  Mahansa  Putra  dan  sdr.  Naufal  Praditya dari Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,  Universitas  Indonesia  atas  bantuannya dalam pelaksanaan penelitian ini.
8. DAFTAR PUSTAKA
[1]. ASME , ASME  section  V , article  2 Radiographic  Examination ,  New  York, (2017).
[2]. IAEA , IAEA/RCA Regional Training Course on Digital Industrial Radiology and Computed  Tomography  Applications  in Industry ,  Kajang,  Malaysia,  2-6  November (2009).
[3]. IAEA , IAEA/RCA Regional Training Course on the Use of Isee and aRTist Software for Digital Industrial  Radiography (DIR) Image Analysis and Interpretation , Kajang,
Malaysia, 25-29 July (2011).
[4].   Pusdiklat  BATAN, Radiografi  Level  II Standar  dan  Petunjuk  Praktikum ,  Jakarta (2013).
[5]. ASME,  ASME  section  VIII  division 1 Mandatory Appendix 4 , New York, (2017).
[6].  PUSDIKLAT  BATAN, Defectology  Level  I , Jakarta (2013).
[7].  PUSDIKLAT  BATAN, Defectology  dan Interpretasi Film Level II , Jakarta (2013).
[8]. Rigaku Corporation , Portable Industrial X- RayInspection  Apparatus  Radioflex  RF- 200/250/300  EGM2  Instruction  Manual , Manual No.ME. 16077A02, Tokyo (2012).
[9].  Ge  Sensing  &  Inspection  Tech  Nologies , Isovolt 160 / 225 / 320 / 450 Titan E , 22926 Ahrensburg (2014)
[10]. PT.  Pratita  Prama  Nugraha, Pe  Tunujuk
Singkat Pengoperasian Mesin X-Ray Isovolt Titan 225 Kv , (2018).

## LAMPIRAN
Lampiran 1. Kurva hubungan paparan sinar-X dan ketebalan metal baja (dari buku manual alat mesin sinar-X  Rigaku RF-300EGM2) [8].